Построение универсального станка с ЧПУ — полное руководство DIY

Компоненты и материалы

• Шаговые двигатели NEMA 17 — 3 шт. (X, Y, Z)
• Микропереключатели (концевики) — 3 шт.
• Муфты 5–8 мм — 1 шт.
• Шкивы и зубчатый ремень (GT2) — комплект
• Подшипники 8–16 мм — 10 шт.
• Колеса V-slot — 3 шт.
• Алюминиевые профили V-slot 2020 (500 мм) — по необходимости
• Arduino UNO — 1 шт.
• CNC Shield для Arduino (GRBL) — 1 шт.
• Драйверы шаговых двигателей DRV8825 — 3 шт.
• Блок питания 12 В 6 А
• 3D-принтер для печати деталей (крепежи, каретки)

Необходимые инструменты и ПО

• Паяльница, набор ключей, калибр
• Autodesk Fusion 360 (конструирование)
• Arduino IDE, GRBL Firmware, Universal G-Code Sender (UGS)
• Inkscape (генерация G-code из векторов)

Конструкция станка

Рабочий стол и ось Y

Два параллельных профиля V-slot 500 (или 800) мм. Каретка стола движется на 4 колесах V-slot (по 2 на профиль). Зубчатый ремень натянут под столом, привод — шаговый двигатель на конце профиля.

Ось X

Один профиль V-slot, установленный перпендикулярно Y. Каретка с 4 колесами движется по нему, ремень закреплен на каретке.

Ось Z

Шкивная система: вращение шагового двигателя через ремень/муфту поднимает/опускает шпиндель (держатель инструмента).

Электроника

Arduino UNO + CNC Shield + 3×DRV8825. Ток драйверов отрегулирован под двигатели и БП 12 В 6 А. Концевики подключены к Shield: COM → GND, NO → соответствующие пины (X, Y, Z). Внимание: пин Z-limit — D12, а не D11.

Прошивка и ПО

1. Прошейте GRBL в Arduino через Arduino IDE (пример из библиотеки GRBL).
2. Установите Universal G-Code Sender (UGS) для управления станком с ПК.
3. Калибруйте шаги/мм: переместите ось на 5 мм, измерьте реальное смещение, пересчитайте $100/$101/$102 (например, если 161 шаг на 1 мм — установите $100=161).

Применение

Станок подходит для фрезеровки PCB, лазерной гравировки, рисования, 3D-печати (с экструдером). Генерируйте G-code в Fusion 360 (CAM) или Inkscape (плагин gcodetools). Загружайте в UGS и запускайте.

Полезные ссылки

• GRBL: GitHub
• UGS: GitHub
• CAD-файлы деталей: Thingiverse (ссылка в проекте)